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1982~2022 年《礦床地質》載文分析與趨勢展望*

2024-01-03 10:15賈敬伍趙海杰秦思婷尹淑蘋孟秋熠
礦床地質 2023年6期
關鍵詞:發文礦床成礦

賈敬伍,趙海杰**,秦思婷,尹淑蘋,孟秋熠

(1 自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室,中國地質科學院礦產資源研究所,北京 100037;2 中國地質科學院地質研究所,北京 100037)

礦床是工業的糧食,是人類社會發展必不可少的資源,其形成是通過成礦物質(元素)的遷移、聚集、沉淀等過程實現的。礦床學研究正是揭示這個詳細過程繼而以闡明礦床形成機理,最終指導礦產資源的勘查(翟裕生等,2001),故礦床學是一門強調理論和實踐相結合的學科(陳華勇等,2022)。作為地質學領域中的重要分支學科,礦床學一直在地質學科體系中占據了重要地位(董云鵬等,2022)。

《礦床地質》是中國報道礦床學最新研究成果的代表性刊物,是為了促進礦床地質工作和礦床學學科發展而為地質人員搭建的經驗與成果推廣和交流平臺(礦床地質編輯部,1982)。辦刊40余年以來,《礦床地質》始終遵循“百花齊放,百家爭鳴”的辦刊方針,集理論性、知識性、創新性、實用性、時效性于一體,發表的基礎理論和研究成果代表著礦床學領域的熱點和前沿。根據《中國科技期刊引證報告》和《中國學術期刊綜合引證報告》,《礦床地質》在1999~2006年科技期刊影響因子排序中名列前茅,其中,1999年、2004年的影響因子位居全國科技期刊之首。2022年期刊綜合影響因子2.232(中國科學技術信息研究所,2022),先后被評為Top5%“中國最具國際影響力學術期刊”(2012~2016)以及Top10%中國國際影響力優秀學術期刊(2017~2022),并入選第三屆中國精品科技期刊。以上數據說明了《礦床地質》在地質學類期刊,甚至是在中文科技類期刊中具有重要影響力。

近年來,大數據為核心的信息技術的發展不僅為學科領域研究帶來質的飛躍,同時也促使了學術期刊相關的各類海量數據的產生。挖掘這些海量數據中蘊含的寶貴信息,做好學術期刊的相關數據統計分析工作,已經成為各期刊規劃未來發展的重要手段(陳學娟等,2023;賈敬伍等,2023)。相關研究已經發展成一門新的學科——文獻計量學。該研究主要是以文獻體系和文獻計量特征為研究對象,采用數學和統計學等計量方法,分析文獻情報的分布結構、數量關系、變化規律和定量管理。相關研究有助于揭示某一時間段內的熱點研究話題和高影響力作者及文獻,同時有助于了解刊物發展進程及在學科領域中的地位,從而為研究選題、論文寫作和投稿提供參考,如張茂玲等(2015)通過對中文地質學期刊的計量學指標對比,揭示了中文地質學期刊的國際化發展現狀和態勢。因此,文獻計量工作在目前期刊量化評價中具有重要的作用(朱大明等,2010)?;诖?,文章以《礦床地質》歷年載文為研究數據源,采用文獻計量方法對該刊自創刊以來發表的文章進行系統梳理和分析,以揭示國內礦床學領域的研究進展、熱點與趨勢,為未來研究選題和策劃提供參考。

1 數據來源和分析方法

1.1 數據來源與處理方法

文章所用原始數據源主要來自中國知網(CNKI)數據庫公開發表的文獻數據,包括每篇文獻的標題、關鍵詞、摘要、作者、年份和機構等信息。從數據庫中按年份導出刊文,文件類型主要為TXT。另外,本文還引用了中國科學技術信息研究所發布的2008~2022年《中國科技期刊引證報告(核心版)》。

文章采用Python編程和VOSviewer軟件對導出數據進行分析研究。其中,Python 編程主要用于數據處理、機器學習建模和繪圖,而VOSviewer軟件則可以便捷地繪制共現關系圖。二者搭配使用,大致流程為:首先利用Python 編程將原始文檔轉化為Excel 文件,并對數據進行預處理,如空值填充、格式轉換等;然后,利用Python 編程進行多維統計和趨勢分析等,同時將數據導出為TXT、RIS 等文件類型;最后,再利用VOSviewer 軟件繪制共現關系圖,直觀展示數據之間的聯系。

1.2 數據分析

通過上述方法,本文針對所收集到的數據進行了以下分析:①發文量分析;②關鍵詞詞頻分析;③共現關系分析;④主題演化分析;⑤主題分布分析。其中,發文量分析、關鍵詞詞頻分析和共現關系分析等是大數據呈現分析,而主題演化分析和主題分布分析則用到了機器學習方法。下面對后兩者予以詳細介紹。

主題演化分析通過利用Python 編程構建LDA模型,具體步驟包括:①數據預處理:對數據進行預處理,包括文本分詞、構建文檔-單詞矩陣等,將所有關鍵詞作為用戶詞典,加入分詞器中進行切詞;②模型參數設置:在模型參數設置中,需要設置主題數,并進行多次試驗以確定最佳的主題數;③模型訓練:使用LDA 模型對數據進行訓練,通過迭代計算,LDA算法會根據每個主題中詞語的權重,將相似的詞語分配到同一個主題中,以便更好地描述該主題的內容;④結果可視化和參數調優:使用可視化工具進行參數調整和結果驗證,以確保分析結果的準確性和可靠性;⑤結果分析和解釋:根據最終確定的結果,對每個主題及其所屬單詞進行解釋,并進行歸納總結,挖掘不同主題的特點和趨勢。

主題分布分析是結合主題演化分析的結果,利用Python 對每條文獻的摘要進行主題識別,然后通過繪制?;鶊D,將不同主題與作者之間的關系進行可視化,其具體流程為:①利用LDA算法對每一條摘要內容進行主題識別,并將每篇文檔表示為主題的概率分布;②根據LDA模型的結果,統計每個主題與作者之間的關系,針對每個主題記錄與之相關的作者,及其在該主題下的頻數;③基于統計結果,構建?;鶊D(Sankey diagram)來可視化不同主題與作者之間的關系。?;鶊D可以清晰展示主題與作者之間的流動關系,以及不同作者在不同主題下的參與情況。

2 分析結果

2.1 歷年發文量、影響因子及資助項目

本文統計了《礦床地質》的歷年發文量,并繪制成折線圖(圖1),旨在直觀展示發文量和年份之間的關系,并做進一步分析?!兜V床地質》自1982 年創刊以來,發文量累計已達5016 篇,包括增刊(2489 篇)(圖1,虛線表示),不包括書評、簡訊等非研究性論文。在不考慮增刊的情況下,以年為單位來統計,發現《礦床地質》的發文量比較穩定,呈規律性緩慢遞增。創刊年(1982 年)發文量最少,僅有20 篇文章,隨后緩慢增加,到2004年為58篇,季刊年平均發文44篇。2005年改為雙月刊后,發文量增加幅度較大,數值區間為67~105篇,2007年和2012年分別為發文最小值和最大值,雙月刊年平均發文為84篇。

圖1 《礦床地質》歷年發文量統計及趨勢Fig.1 Publication volume statistics and trends of Mineral Deposits over the years

從學術影響力來看,近十年《礦床地質》影響因子呈波動變化,2018年數值自為最低,之后逐年攀升,2022年為2.232,超過以往最大值(圖2)。這一變化趨勢表明該刊在近年來受到了更多的關注和支持,影響力明顯提升。

圖2 《礦床地質》近10年影響因子變化趨勢圖(數據根據中國科學技術信息研究所,2010~2022年)Fig.2 Trend graph of the impact factor changes of Mineral Deposits in the past 10 years(data referred from China Institute of Science and Technology Information,2010~2022)

本文統計了《礦床地質》發表文章的項目資助情況。資助量最多的是國家自然科學基金,總計資助量為1144 篇,其資助量占比在近5 年來呈現出穩步增長的趨勢(圖3)。排在其后的是國家重點研發計劃和國土資源大調查項目,資助量分別為612 篇和607 篇,自2008 年以來兩者的占比均呈現出一定的波動狀態。位列第四位的是國家科技支撐計劃,總的資助量為278 篇,其占比在2009 年至2017 年間大致呈降低趨勢。這些變化,或許反映了過去幾年中在資助方向或政策上的轉變。

圖3 《礦床地質》排名前4資助基金比例(數據來源于知網)Fig.3 Ranking of the top 4 financing funds in Mineral Deposits(Data source:CNKI)

2.2 作者發文量和匯總對比

在該刊發文的5016篇論文中,有25篇來自單位主體,而其他4991 篇則涵蓋了作者姓名信息。根據第一作者發文量(圖4),可以看到排名最高的三位作者分別是毛景文(29 篇)、聶鳳軍(23 篇)和裴榮富(20篇)。其中,第一名的發文量是第二名的1.26倍。另外,該刊的合著發文量作者排名(圖4)中,排名前三的作者依次為毛景文(127 篇)、唐菊興(100 篇)和王登紅(90 篇)。這些名列前茅的作者和作者團隊,彰顯了他們對該刊發展的重要貢獻。

圖4 《礦床地質》合著發文量與第一作者發文量匯總數據雙向柱狀圖Fig.4 Two-way bar chart of summary data on the number of co-authored publications and the number of first author publications

以合著發文量及其排名(取Top20)為基準,添加對應的第一作者發文量,并對合著發文量與第一作發文量之間的關系進行比較,這樣可以更全面地評估作者的學術貢獻。依據合著發文量與第一作發文量匯總數據,繪制成雙向柱狀圖(圖4)。該圖顯示:①雙向柱狀圖中的作者名單,反映了該刊的主要活躍作者。②作者合著發文量與第一作發文量并不是嚴格的正比關系。其中,聶鳳軍、裴榮富、趙一鳴等以第一作者身份發文量均較多,但是其團隊發文量則較少。唐菊興團隊發文量排第二,但第一作者文章較少。

2.3 關鍵詞詞頻分析

2.3.1 總詞頻

關鍵詞包括主題詞和自由詞兩個部分。針對歷年關鍵詞,通過人工判別對結果進行對齊、合并,最終得到表1。該表剔除了“地球化學”(974 次)和“地質學”(789 次)兩個高頻詞匯。其原因是這2 個詞為主題詞,即每篇文章的關鍵詞中都統一加入的詞,旨在專門為文獻的標引或檢索而從自然語言的主要詞匯中挑選出來的,是規范化了的詞。其他為自由詞,其中“流體包裹體”(273 次)和“成礦作用”(213 次)頻次最高。關鍵詞的排名越高,說明該主題越受關注,本文只討論關鍵詞中的自由詞。

表1 《礦床地質》不同階段關鍵詞變化統計表Table 1 Statistical data of keyword changes in different stages of Mineral Deposits

針對以上Top20關鍵詞,本文將其大致歸為3類主要研究方向,分別是①成礦相關,包括流體包裹體、成礦時代、成礦作用、鋯石U-Pb 定年、成礦流體、成礦規律、成礦模式、礦床地質特征、礦床成因、找礦方向;②特定礦種相關,包括金礦床、鐵礦床、鉛鋅礦床和斑巖銅礦;③區域相關,包括內蒙古、新疆和西藏3個面積遼闊的自治區。

2.3.2 歷年變化趨勢

本文將總詞頻Top20 的關鍵詞作為重點,并根據屬性分類對其排列順序進行了調整。同時,為了消除不同年份發文量對關鍵詞頻次的影響,引入了懲罰系數,對關鍵詞詞頻進行了修正。結合關鍵詞的詞頻-時間序列(圖5),本文對該刊關鍵詞涵蓋的上述研究方向的變化趨勢進行了分析、總結。

圖5 《礦床地質》關鍵詞詞頻時間序列圖Fig.5 Time series of keyword frequency in Mineral Deposits

(1)成礦相關

流體包裹體一直以來都是被廣泛關注的研究對象,近年來保持著相對較高的熱度。同時,在成礦時代研究這一方面,近年來的熱度也出現了顯著的增強。成礦作用、成礦流體、成礦規律、成礦模式、礦床地質特征、地質特征以及礦床成因,也都是備受關注的研究領域,并持續保持著一定熱度。成礦模式相關研究在1995 年前后達到熱度高峰,這與國際上成礦模型研究熱潮相對應(Kirkhan et al.,1993)。成礦作用的研究在2005 年達到熱度最高,反映了成礦模式熱點過后礦床學的新關注點。找礦方向的研究熱度在2005~2010 年期間明顯增強,這與中國實施找礦突破戰略行動的背景相對應。

(2)特定礦種相關

金礦、鐵礦、鉛鋅礦、斑巖銅礦和黃鐵礦等礦種,在1985 年前后被廣泛研究。但隨著時間的推移,鐵礦、鉛鋅礦和黃鐵礦的研究熱度逐漸減弱,而金礦和斑巖銅礦的研究熱度則逐漸增強;尤其是在金礦方面,研究熱度的持續時間很長,并在2000 年達到了其研究熱度的最高峰(圖5)。值得注意的是,鈾礦化的相關內容發表數量逐漸弱化。

(3)區域地質相關

近幾十年關鍵詞的變化凸顯的一個明顯特征,即地域性更加明顯,即從遍布全國型的科學研究,到2000 年變化為內蒙古、新疆和西藏等地區作為熱點研究區域,再過渡到向西藏和內蒙古聚集的跡象,反映了礦產資源勘查開發重心向這兩地轉移,這可能與這兩個地區取得重大找礦突破,相應的關注度和科研成果增加有關。

2.3.3 分階段變化趨勢

為了探究不同階段的研究熱點及趨勢,考慮到《礦床地質》刊期從2005年改為雙月刊,及2010年發文量最大這2個因素,本文把2005年和2013年為2個時間節點,將數據劃分為3個時間段,即1982~2004年、2005~2012年、2013~2022年,并分別統計了關鍵詞的詞頻及排名(表1)。這些數據對比顯示:①1982~2004年期間,研究重點主要集中在特定礦種相關和成礦相關兩大類方向。其中,金礦床的研究尤為突出,而對于區域地質方面的研究相對較薄弱。②2005~2012年期間,成礦相關方面的研究取得了顯著進展。特別是對流體包裹體的研究成為首要關注的領域,同時金礦床、鐵礦床等特定礦種的研究也備受關注。此外,對區域地質方面的研究開始有所提升,尤其是內蒙古和西藏地區的研究熱度超過了新疆地區。③2013~2022年期間,成礦相關這一大類的研究仍然保持了領先地位。其中,鋯石U-Pb 定年成為該領域的熱點研究方法。與此同時,區域地質方面的研究熱度相對穩定,而針對特定礦種的研究則有所下滑。

總之,成礦相關和區域地質方面的研究仍然是當前階段的主要研究方向,而針對特定礦種的研究熱度有所走低。在近期的研究中,與成礦相關的流體包裹體、礦床成因、地質特征和成礦流體等方面仍將是研究的熱點。這些研究熱點和趨勢為讀者更好地理解該刊的報道領域的動態提供了依據和幫助。

2.4 共現關系分析

2.4.1 作者共現關系

利用VOSviewer 軟件構建作者網絡圖,可以呈現作者之間的合作強度和關系。在網絡圖中,每個節點代表一個作者,而節點之間的連線表示作者在1篇或多篇文獻中的共同合作情況。節點大小一般反映了作者在文獻中的貢獻大小和影響力,而連線的粗細則代表作者之間合作的次數。此外,通過利用VOSviewer 軟件的聚類功能,可以使用不同的顏色對每個聚類群進行標記,從而使用戶更加直觀地識別和區分不同的聚類群。

根據統計數據,該刊涉及的作者高達8546人,其中不排除存在同名作者的情況。為了更清晰地展示作者之間的主要關系網絡,本文將篩選閾值提高到了15,即只有在作者的文獻發表量(包含合著)達到15篇以上,才會被篩選出來。最終得到了170位作者列表,說明參與礦床學研究的群體較多,且比較分散。在此處僅展示了前10名作者(表2),重點分析核心團隊。

表2 《礦床地質》發文總量排名前十作者的發文數據Table 2 Publication data of the top10 authors by publication volume in Mineral Deposits

依據發文作者共現關系圖(圖6),可以從中看出不同作者及其團隊的合作情況,以及在該刊的發文情況。該圖還展示了不同作者團隊之間也存在合作網絡,其中有一些合作關系比較緊密,這些合作關系可能有助于推動研究領域的進展和合作項目的開展。

圖6 《礦床地質》發文作者共現關系圖Fig.6 Co-authorship network diagram of authors in Mineral Deposits

2.4.2 關鍵詞共現關系

通過使用VOSviewer軟件對文獻中的關鍵詞頻次和共現強度進行統計,并據此生成關鍵詞共現關系圖,可以顯示出不同關鍵詞之間的主題關聯性。該軟件通過分析不同文獻中的關鍵詞出現頻率和共現關系,生成一個大型詞語網絡,其中每個節點表示一個關鍵詞,節點的大小表示該詞出現的頻次,節點之間的連線表示兩個關鍵詞在多少篇文獻中同時出現。連線越粗,表示這兩個關鍵詞的相關性越強。

根據統計數據,該刊所涉及的關鍵詞數量高達10 585 個。為了更清晰地展示關鍵詞之間的主要關系網絡,本文將篩選閾值提高到了25,即只有當關鍵詞的出現頻率達到25 次及以上時,才會被篩選出來。最終,文章得到了101 個關鍵詞列表,但在此處僅展示了前20個關鍵詞。

關鍵詞的共現性可以幫助研究人員理解地質學領域內不同概念、過程和現象之間的相互作用和影響關系。依據關鍵詞共現關系圖(圖7),可見“流體包裹體”和“成礦作用”是兩大高頻熱點,且二者之間存在較強的關聯。同一顏色的關鍵詞的關聯度相對高,比如與“流體包裹體”緊密相關的詞包括:成礦作用、成礦流體、均一溫度和同位素等;而與“成礦作用”關系緊密的詞包括:地質特征、成礦系列、成礦規律以及找礦方向等。另外,地域方面,從圖7 可以看出東昆侖的研究內容更多涉及到偉晶巖、花崗巖以及金礦,而西藏地區的研究更多涉及鋯石定年和Hf同位素研究且研究面較為單一,東天山地區矽卡巖、鉛鋅礦以及鐵礦研究的更多。所有關鍵詞共現關系圖呈現出近乎球狀形態,表明不同的關鍵詞之間存在較高的交叉關聯,反映不同地質領域的關鍵詞往往在研究主題或內容上存在一定的關聯性,各關鍵詞構成礦床學研究一個整體。

圖7 《礦床地質》關鍵詞共現關系圖Fig.7 Co-occurrence network diagram of keywords in Mineral Deposits

2.5 主題分析

"主題"是指對大量文獻的內容進行主題建模得到的一組相關的主題集合。每個主題代表一種潛在的語義概念或話題,反映了地質領域研究中的不同關注點或研究方向。通過解釋和理解這些主題,可以幫助研究人員更好地了解行業領域的研究熱點、關注問題和研究趨勢。主題分析主要涉及以下主題演化分析和主題分布分析兩方面。

2.5.1 主題演化分析

使用LDA 算法對文獻摘要進行主題演化分析可以進一步挖掘該刊的熱門研究方向,相較于關鍵詞而言,LDA 算法可以提供更多的特征。通過多次運行程序,并結合可視化工具,本文確定主題數為5(即最佳主題數),從而得到較為一致的主題劃分結果。表3列出各主題的詳細信息。

表3 《礦床地質》LDA主題分析結果詳情Table 3 Details of the LDA topic analysis results in Mineral Deposits

根據對文獻摘要進行LDA 分析的結果可以發現,《礦床地質》大致上可以分為5個不同的研究主題:

(1)主題1 的主題詞主要與地質資源與找礦有關,該主題可以歸納為區域成礦規律研究。

(2)主題2 主要涉及地層巖性、構造發育、性質等,可能屬于成礦背景與構造環境研究。

(3)主題3主要與成礦階段、成礦流體和礦物等有關,可認為是成礦流體和礦化特征研究。

(4)主題4的主題詞表明,該主題涉及成巖成礦年齡和巖漿熱液成礦作用研究。

(5)主題5 包含元素、含量、比值和特征等主題詞,偏重元素富集成礦研究。

為了進一步研究上述5個主題的研究現狀及趨勢,將主題詞的頻數加和得到對應主題的總頻數,然后繪制出主題熱度分布及趨勢圖(圖8),從圖中可以看出:

圖8 《礦床地質》2000~2022年間不同主題的熱度分布及變化趨勢Fig.8 Heat distribution and change trends of different topics in Mineral Deposits from 2000 to 2022

(1)2010~2015年期間,除主題5外,各個主題的熱度波動較大,其中主題1 方面的研究熱度較高,但2015年后熱度驟降,近年又有所回升;

(2)主題2 方面的研究在2015 年后呈現出大幅走低的趨勢;

(3)主題3方面的研究一直是該刊的主要熱點,且在近年研究中更為突出,明顯高于其他主題;

(4)主題4 自2005 年之后就保持較高的熱度,且整體上有逐漸增強的趨勢;

(5)主題5方面的研究熱度相對較低,但在近幾年的熱度有較大提升。

研究表明,在上述5 個主題中,成礦流體和礦化特征方向的研究是該刊近二十多年以來的主要熱點,且在近幾年更為突出,預計未來一段時間內仍是研究重點;區域成礦規律、成巖成礦年齡和巖漿熱液成礦作用研究以及元素富集成礦等研究,在近年熱度有所提升。成礦背景與構造環境研究呈現逐漸走低的趨勢。

2.5.2 主題分布分析

通過繪制?;鶊D,本文將不同主題與作者之間的關系進行可視化,從而進一步直觀展示出不同主題的分布,以及作者在該刊的貢獻領域。利用LDA分析5 個主題。結合第一作者發文量作者排名Top20,繪制出了主題分布?;鶊D,如圖9所示。

圖9 《礦床地質》主題分布?;鶊DFig.9 Sankey diagram of topic distribution in Mineral Deposits

在?;鶊D中,每個主題表示為一個節點,每個作者表示為一個節點,通過連線表示主題與作者之間的關聯;連線的寬度可以表示作者在對應主題下的貢獻度或參與度的大小。從圖中可以看出:

(1)主題熱度區別:依據不同主題的寬度,主題1、3相對于主題2、4、5的熱度大;

(2)識別主題下的核心作者:連線寬度的大小可以表示作者在該主題下的重要性或活躍程度,從而識別主題的核心作者,例如:主題3 的貢獻主要來自毛景文、侯增謙、趙一鳴、聶鳳軍、張德全和楊富全等人,他們的合作和活躍參與推動了該領域的發展;

(3)分析作者的研究興趣和傾向:通過觀察作者節點連接的不同主題節點,推測作者的研究興趣和傾向,可進一步了解他們在特定領域的專長和專注程度,例如,毛景文的研究方向較集中于主題1、主題3和主題4方面。

2.6 論文被引情況分析

基于中國知網數據,文章統計了截至2023 年6月份被引頻次排名前20的論文(表4)。

結果表明,總被引頻次最高為1232 次,最低為298 次;年均被引頻次最高為88 次,最低為7 次。根據論文發表年份可以看出,這些高被引論文發表時間集中在1999~2009年,尤其是1999年和2006年兩年,均分別占有5篇。由此可見,這個時間段是中國礦床學領域發展的重要時期,產出了許多影響力比較大的研究成果。這些成果中,被引頻率最高的論文是2009 年發表的關于鋯石U-Pb 原位定年技術。該分析方法廣泛用于厘定與巖漿-熱液礦床密切相關的巖漿巖成巖年齡,繼而間接限定礦床時代。另外,被引頻次位列第2、3、4 的文章為侯增謙等(2006a;2006b;2006c)有關于青藏高原大陸碰撞理論,說明成礦理論創新和青藏高原是礦床學研究熱點。

3 討 論

3.1 刊文揭示礦床學發展趨勢

自20世紀80年代以來,國際礦床學研究主要有2條主線。一條是以解剖典型礦床為基礎,專注于礦床類型和成礦過程(李建威等,2019),從成礦模式(Cox et al.,1986)到成礦系列(陳毓川,1994),再到成礦系統(翟裕生,2001)和成礦譜系(陳毓川等,2003)。著名的成礦模式有斑巖型銅礦、卡林型金礦、塊狀硫化物礦床、玢巖鐵礦等。成礦系統和成礦譜系等概念的提出,將礦床學研究提高到一個新的層次,從不同側面強調成礦作用時空演化的過程。另一條是以構造為綱,歸納區域成礦規律,最突出的進展是構筑了板塊構造框架下的現代成礦理論體系,突出成礦作用過程的地球動力過程,通過解剖環太平洋、古亞洲成礦域等增生型造山帶(Yakubchuk et al.,2005),闡釋了增生造山帶成礦機制(Groves et al.,2005;Kerrich et al.,2005;Groves et al., 2007;Bierlein et al., 2009);通過研究青藏高原,構建了碰撞造山環境斑巖銅礦成礦模式(芮宗瑤等,2003;侯增謙,2010;Hou et al., 2015);通過對秦嶺造山帶的礦床實例研究,創建碰撞造山-成礦-流體作用(簡稱CMF)的構造模式(陳衍景,1996;2002);通過對中國東部中生代大規模成礦作用(包括華南地區中生代巨量鎢錫礦床和西南地區大面積低溫礦床)的研究,提出陸內大規模成礦與古太平洋俯沖和后俯沖有關(毛景文等,2005;2007;Hu et al.,2012;2017;Mao et al.,2011;2013;2021a;2021b)。近年來,隨著地球系統科學的提出和發展,研究開始強調從整體出發,將地核、地幔、巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈看作是有機聯系的地球系統(翟裕生, 2004;Steffen et al.,2020)。該研究方向在礦床學方面體現為,原有的兩條主線合而為一,從地球圈層相互作用與元素循環富集的角度來審視成礦問題(蔣少涌等,2019;Wang et al.,2020)。

上述研究進展在《礦床地質》上都有明顯體現,主線一典型礦床解剖具體從前面歸納的主題3(成礦流體和礦化特征研究)和主題4(成巖成礦年齡和巖漿熱液成礦作用研究)得以體現;以構造成礦為研究的主線具體表現為主題1(區域成礦規律研究)和主題2(成礦背景與構造環境研究),而主題5(元素富集成礦研究)則是地球系統科學研究的體現。各個主題都有大量文章在《礦床地質》刊出。

另外,《礦床地質》的大多數刊文都得到國家科技項目資助,主要為國家自然科學基金項目和科技部項目(圖3)。因此,刊文主題非常貼合國家科研項目的設立內容,也反映出研究重點和熱點對期刊的發文具有一定的導向作用。近年來,自然科學基金委設立了一系列重大研究計劃。其中,與礦床有關的包括:2007 年啟動的華北克拉通破壞、2017 年特提斯地球動力系統、2018年啟動的西太平洋地球系統多圈層相互作用、2019年啟動的戰略性關鍵金屬超常富集成礦動力等。由于這些都是最新研究動態,所以在上文的分析統計中體現的不夠充分。但是,已經有不少相關文章在該刊發表。例如,翟明國(2010)關于華北克拉通形成演化與成礦作用的研究;毛景文等(2019a;2019b)系統總結中國近年來關鍵金屬方面的找礦勘查進展及成礦作用認識;鄧軍等(2010)關于三江特提斯成礦的綜述性文章等??梢?,國家級科研項目在一定程度上指導了《礦床地質》刊文主流方向,受國家科研項目資助的文章一般具有重要影響力。因此,承擔國家重大項目的研究團隊應該成為邀約高質量稿件的目標群體(李學軍等,2012)。

3.2 勘查技術和測試技術方法新進展

3.2.1 勘查技術應用

礦床學是一門經濟技術與地質學相結合的綜合性學科,其研究目的是為找礦、勘探和開發利用礦產資源提供科學指導?!兜V床地質》發表了大量關于新發現礦產地、新礦物以及新類型礦體的文章,例如長江中下游成礦帶豐山礦田發現的新類型金礦-遠端浸染型金礦床(謝桂青等,2017),貴州晴隆丁頭山鉛鋅礦床發現硒超常富集(周家喜等,2020)等。很多新礦床報道的文章清楚地介紹如何應用成礦理論或者成礦模型指導找礦勘查,例如通過對膠東金礦成礦地質因素,集成建立了膠東金礦系列成礦模式,包括反映不同礦化類型的單一成礦模式和側重于不同礦化類型空間關系與配置的區域成礦模式,最終形成了闡述成礦機制與礦床形成過程的膠東金礦熱隆-伸展成礦模式,并指導深部找礦(宋明春等,2020;2023)。這些工作都極好地顯示了礦床學的創新過程是一個實踐-認識-再實踐-再認識的循環反復探索過程(李建威等,2019)。

除了新發現的成果,關鍵勘查技術的發展與創新在找礦過程中起到了越來越重要的作用。這些技術包括高光譜遙感、勘查地球物理探測、勘查地球化學探測及地學大數據與3D/4D建模技術等(曾慶棟等,2021)。高光譜數據擁有眾多的波段,包含豐富的光譜細節信息,可用來精細區分和識別地表的巖性和熱液蝕變礦物(Bishop et al.,2011),特別是在資料缺乏、地形復雜地區,高光譜數據可以協同多光譜數據,實現快速地質勘查。因此,這方面成果在找礦實踐中得到了廣泛應用,例如西藏念村礦區(楊志明等,2012)、福建紫金山礦集區(張錦章,2013;賴曉丹等;2023)。然而,除了高光譜遙感,其他幾個方面的勘查技術在《礦床地質》發表的文章較少,這是未來需要加強的刊文方向。

3.2.2 測試技術方法

《礦床地質》自發刊以來,就非常重視新技術新方法在礦床學中的應用,發表了一系列相關文章,如硅同位素分析及應用(丁悌平等,1988)、穩定同位素體系定量理論模式研究(鄭永飛,2001)、硼、鋰、銅、鋅、鐵、氦和氮等同位素示蹤方法(侯可軍等,2008;Wang et al., 2011)和金屬礦床直接定年(蔣少涌等,2002)等。進入21 世紀,社會發展和科技進步對礦床學研究提出了嚴峻的挑戰和新要求(陳華勇,2020)。LA-ICPMS 原位分析技術的日臻成熟,為礦床學研究打開了新的窗口。里程碑式的進展體現在Large 等(2011)根據LA-ICPMS 對黃鐵礦的微量元素面掃描研究,從而對造山型金礦成礦過程提出了新認識。國內也開展了相關研究,如Yuan 等(2011)利用原位LA-MC-ICP-MS 分析獲得了錫石的U-Pb年齡,此后一些備受沉積及巖漿熱液成因爭議的大型錫多金屬礦床得到了準確的年齡證據支持,如大廠(Guo et al.,2018a)和個舊(Guo et al.,2018b)。張紅雨等(2022)詳細介紹了LA-ICP-MS 分析技術的發展趨勢和其在分析黃鐵礦微量元素指示金礦床成因方面的研究進展。此外,侯可軍等(2009)開發出鋯石LA-ICPMS定年技術方法,發表在《礦床地質》上,該文章已經引用達到1200余次,影響深遠。另外,利用原位分析技術指示成礦物質來源,成礦流體成分,分析礦物沉淀的物理化學條件變化、精細刻畫成礦過程等主題研究也越來越多(Xie et al., 2018;胡歡等,2022),是未來的重要研究方向之一。

綜上,對比各大主流地質類科技期刊,筆者發現與測試技術應用相關的科技論文最有可能成為高被引文章,比如多接收等離子體質譜(MC-ICP-MS)Hf同位素研究(侯可軍等,2007)、鋯石SHRIMP 年齡(宋彪等,2002)、輝鉬礦錸-鋨同位素定年(杜安道等,1994)等。因此,與新測試技術研發及改進相關文章的應受到格外關注。

3.3 與國際知名期刊對比

國際上,礦床學領域的兩大著名期刊,Mineralium Deposita和Economic Geology的報道方向及發文內容被認為引領礦床學研究的前沿。為了解《礦床地質》的載文內容與熱點在國際礦床學領域中的水平和地位,本文以上述兩種期刊為參照,梳理出同類期刊在發文量與內容等方面的異同點。

Mineralium Deposita刊文欄目包括論文、社論材料、綜述論文、會議論文和在線發表和書籍評論。1982~2022年期間發文量共計2306篇,年均約57篇,其中,論文為2029,綜述文章為54 篇,討論24 篇。Economic Geology在這個時間段中發文2812 篇,年均約70 篇,其中論文2220 篇,綜述文章為75 篇,討論80篇?!兜V床地質》的欄目設置包括研究論文、最新報道及研究進展、書評等,近二十年來三個期刊的年度發文量總體呈現緩慢增長趨勢(圖1),但是短期都保持相對的穩定。其中,《礦床地質》的年發文量84篇,略高于二者,說明優質期刊應在控制發文量穩定的前提下,重點追求文章內容質量。

為了探究最新熱點,本文針對3 個期刊載文做了進一步篩選。3 個期刊在2013~2022 年間的發文量分別為846 篇、682 篇和1462 篇(圖1),可見《礦床地質》近十年的發文量與Economic Geology和Mineralium Deposita的總體之和相當。通過分析關鍵詞,可以梳理出不同期刊在近十年來的研究熱點。Economic Geology的數據中缺失關鍵詞字段,因此使用Keywords Plus字段的數據替代;而Mineralium Deposita僅部分載文缺失關鍵詞,可將標題和摘要輸入到ChatGPT(GPT-3.5)中,由其自動抽取出關鍵詞;并在此基礎上,進一步將Economic Geology和Mineralium Deposita的關鍵詞進行整體統計。

分別選取各刊Top50 關鍵詞,繪制關鍵詞共現關系圖。Economic Geology的關鍵詞共現關系圖呈現出較為明顯的圓形輪廓(圖10a),說明各個關鍵詞之間的關系十分緊密,且中心詞的特征明顯,如:geochemistry 和evolution。Mineralium Deposita則次之,其共現關系圖雖呈現出一定的圓形輪廓(圖10b),但部分詞匯僅與少量詞匯存在聯系,關鍵詞間的緊密度次之。由于兩個外文期刊的中心詞較為相似,因此可將Economic Geology與Mineralium Deposita兩期刊的統計結果進行整合,從在共現關系圖中得到更為顯著的中心詞(圖10c)?!兜V床地質》的共現關系圖(圖10d)呈不規則形狀,關鍵詞之間的緊密程度較為有限,未能形成明顯的中心詞。

圖10 2013~2022年期刊發文關鍵詞共現關系對比圖(關鍵詞前50個) a. Economic Geology;b. Mineralium Deposita;c. Economic Geology 與 Mineralium Deposita關鍵詞匯總;d.《礦床地質》Fig. 10 Co-occurrence relationship comparison chart of keywords from 2013 to 2022 (keywords Top 50) a. Economic Geology; b. Mineralium Deposita; c. Keywords collected from Economic Geology and Mineralium Deposita; d. Mineral Deposits

通過進一步篩選關鍵詞(表5)可以看出,Economic Geology主要關注地質年代學和年代測定(geo‐chronology 和stable-isotope)、礦床成因和地質特征(evolution、mineralization、origin、genesis、hydrother‐mal alteration、fluid inclusions 和greenstone belt)、地球化學(geochemistry 和trace elements)、區域性礦床研究(district 和Western-Australia),巖石和礦物研究(rocks),以及熱點礦床研究(gold deposits、copperdeposit)等。Mineralium Deposita重點關注地質年代學和年代測定(geochronology 和sulfur isotopes)、礦床成因和地質特征(fluid inclusions、orogenic gold、mineralization、hydrothermal、hydrothermal alteration、evolution 和Archean)、地球化學(geochemistry、trace elements 和platinum-group elements)、區域性礦床研究(China、South China 和Kalgoorlie)、巖石和礦物研究(magnetite、pyrite、skarn 和porphyry),以及熱點礦床研究(gold)等。從整體統計來看,Economic Geology與Mineralium Deposita兩期刊在地質學和礦床學領域有許多共同點。相比之下,《礦床地質》的關鍵詞粒度更為精細,作者認為和它的涵蓋面相對局限,多限于國內,不像兩大國際期刊涉及全球礦床有關,比如,礦床成因和地質特征(流體包裹體、礦床成因、地質特征、成礦流體、成礦規律、成礦作用、礦床地質特征、成礦時代和成礦物質來源等)、地質年代測定(鋯石U-Pb 定年)、區域性礦床研究(內蒙古、西藏和新疆)、巖石和礦物研究(閃鋅礦、黃鐵礦和矽卡巖)、熱點礦床研究(金礦床和鐵礦床),以及地球化學(稀土元素)等。此外,《礦床地質》在微量元素和鉑系元素方面的相關成果不夠顯著。

表5 2013~2022年《礦床地質》、Economic Geology 和Mineralium Deposita 關鍵詞排名前20匯總Table 5 Comparison of the Top 20 keywords in Mineral Deposits, Economic Geology and Mineralium Deposita from 2013 to 2022

總之,《礦床地質》在礦床地質領域的研究涵蓋了廣泛的主題,但在一些新興領域或跨學科研究方面可能存在一定的不足。因此,后續可不斷拓展研究領域,積極促進與其他學科的交叉合作,以便更好地推動礦床地質學的發展。

4 結 論

通過大數據分析表明,《礦床地質》一直緊跟世界礦床學研究前沿,在某些方面甚至引領學科發展。創刊40 多年以來,為從事礦床普查、勘探、教學、科研工作的眾多地質人員搭建起了經驗和成果的推廣和交流平臺。所有刊文作者,尤其是發文量排名靠前的作者,都對礦床地質發展做出了重要貢獻?;趯σ芽墨I的統計學研究,作者得出以下結論,具有一定的借鑒意義。

(1)未來刊文繼續圍繞區域成礦規律、成礦背景與構造環境、成礦流體和礦化特征、成巖成礦年齡和巖漿熱液成礦作用、元素富集成礦等五大研究主題。

(2)刊文內容需要繼續重視原創成礦理論、找礦勘查新發現,新技術和新方法在礦床學中的應用等方面,尤其應側重成礦理論和勘查實踐緊密結合的文章。

(3)刊文應加強與微區礦物的精細研究、微量元素和鉑族元素等相關文章。

當前社會正處在信息化、數字化的背景下,科技期刊正經歷從傳統紙媒向新媒體轉變過渡。期刊工作者應整合多種資源,從內容、服務和傳播等多方面入手,有助于提升期刊學術影響力。內容方面,即把握上述的刊文內容,注重文章質量。服務方面,可以針對熱點研究方向進行專輯策劃,并向國家重點項目承擔團隊組約優質稿件。傳播方面,努力申請加入國際數據庫檢索、加快多新媒體平臺建設等。多項并舉將會有效吸引優質稿源,從而保證中文科技期刊的核心競爭力。

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